단위조작실험 - 온도에 따른 밀도 변화

1.실험 제목

온도에 따른 밀도 변화

2.실험 목적

밀도는 기본적인 상태변수의 하나로서 점도, 표면장력의 계산이나 물질의 이동량의 산출 등에 뺄 수 없는 고유한 물질의 특성 값이다. 물질의 밀도는 물질의 부피에 대한 질량의 관계를 측정하는 기본적 성질이다. 화합물의 질량 및 부피를 측정하여 주어진 온도와 압력에서 액체의 밀도를 측정한다.

3.실험 이론

(1) 액체의 밀도
밀도는 하나의 양이 공간, 면 또는 선상에 분포되어 있을 때 그 미소부분에 포함된 량의 체적, 면적 또는 길이에 대한 비를 말하지만 일반적으로 질량에 대한 밀도를 일컫는다.
용적 V 의 질량이 M g 라면 그 물질의 밀도 d는

밀도는 기체, 액체, 고체에 대해서 존재하지만 공학적 이용은 액체의 밀도가 대부분을 차지한다.
액체의 밀도 측정 방법으로는 비중병, 부력법, 비중천징, 낙적법이 있으며, 우리는 비중병 방법을 이용한다.
비중병을 이용하는 경우 온도 t에서의 물과 시료의 밀도는 다음과 같다.

따라서
=
여기서
=온도 t에서의 에탄올의 밀도
=온도 t에서의 물의 밀도
=비중병 + 에탄올의 무게
=비중병 + 증류수의 무게
=건조된 비중병의 무게

4.실험 방법

◇ 액체(증류수, 에탄올)의 밀도
깨끗이 건조된 비중병의 무게를 저울을 이용하여 측정한 후(35.44g) 비중병에 증류를 가득 넣는다. 이때 증류수는 외부에서의 오염을 최대한 방지하기 위해 신속히 스포이드 를 사용하여 비중병에 가득 담고 들어간 증류수의 부피를 측정한다. 처음 온도와 질량, 부피는 모두 기록한다. (차후에 실험 오차가 발생할 경우 처음 시료의 상태를 기존 이 론표와 비교해 문제를 발견 할 수 있기 때문이다.)
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